автореферат диссертации по строительству, 05.23.15, диссертация на тему:Обоснование периодичности ремонтов массивных арочных мостов и планово-предупредительных работ по выправке железнодорожного пути на них

' I - - ¡1 « Ц МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ СССР

НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи

ПЕКЕР

Александр Иосифович

УДК 625.141.02 : 624.21.059.4

ОБОСНОВАНИЕ ПЕРИОДИЧНОСТИ РЕМОНТОВ МАССИВНЫХ АРОЧНЫХ МОСТОВ И ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПО ВЫПРАВКЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ НА НИХ

Специальность 05.23.15 — Мосты и транспортные тоннели 05.22.06 — Железнодорожный путь

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск, 1090

)

Работа выполнена в Алма-Атинском институте инженеров железнодорожного транспорта.

Научный руководитель Доктор технических наук, профессор Э. П. Исаенко

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор А. Я- Коган.

Кандидат технических наук, и. о. доцента С. А. Бокарев.

Ведущее предприятие — Алма-Атинская железная дорога.

Защита состоится 22 мая 1990 г. в 10.00 на заседании специализированного совета Д 114.02.01 в Новосибирском ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу: 630023, г. Новосибирск, 23, ул. Ковальчук, 191.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « » апреля 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета д-р техн. наук, профессор

А. М. ПОПОВ

Актуальность темы. В "Основных направлениях развития арсдного хозяйства СССР на 1986-1990 годы и на период до ООО года", принятых на ХХУП съезде КПСС, предусматривавт-я рост объемов перевозок по железным дорогам как за счет ■ троитальства новых линий и вторых путей, гая и дутом даль-«йшего увеличения провозной и пропускной способности су-¡ествувцгех дорог, железнодорожного пути и подвижного сое-■ава.

На сети железных дорог, особенно на Алма-Атинской, За-юдно-Казахсганской, Закавказской и Целинной железных дорогах эксплуатируется значительное количество арочных мостов, построенных по нормам проектирования 1896, 1907, 1925 и 1931 г.г. В связи с повышением осевой и погонной нагрузок подвижного состава и скоростей движения поездов остро стоят вопросы о соответствии мостов, построенных по отмененный нормам проектирования, изменившимся эксплуатационным условиям и планировании их ремонтов. Опыт практического применения существующих нормативных документов, регламентирующих эксплуатации массивных арочных пролетных строений, выявил ряд вопросов, требулцих уточнения, а именно: субъективность при оценке технического состояния и ремонтопригодности рассматриваемых сооружений, отсутствие научно-обоснованных норм периодичности ремонтов их и дутй в пределах мостового перехода. В этой связи исследования по оценке ремонтопригодности эксплуатируемых иасеивкьк арочных пролетных строений, обоснования периодичности ремонтов их и пути в пределах сооружения являются актуальными .

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с приказами Министерства путей сообщения № 58Ц от 30.12.86 а * 48Ц от 18.II.88 г., а также по договорам с управлениями железных дорог.

Цвдьи работы является совершенствование методики оценки технического состояния и ремонтопригодности массивных аро«5ьгх цролетных строений; обоснование периодичности ремонтов юс и железнодорожного пути в пределах мостового перехода.

Методика иседздовакия включала использование методов вехнической диагностики сооружений, теории вероятностей и ыатемятичсскса статистики, строительной механики и метода коночных элементов*

Достоверность подученных научных результатов определяется данными теоретических и экспериментальных исследований, выполненных автором, привлеченным к анализу большого массива данных по аксплуатации рассматриваемых сооружений.

Научная новизна исследования. Впервые для массивных арочных пролетных строений установлены закономерности распределения величин дефектов и развития их в процессе эксплуатации. Разработаны критерии оценки технического состояния и ремонтопригодности рассматриваемых сооружений. Проведены исследования по обоснованию рациональной периодичности ремонтов массивных арочных мостов и лланово-предуп-редительных работ по выправке железнодорожного пути на них. Исследована техническая возможность устройства гидроизоляционного подбалластного слоя из битумосодержащих пород, на массивных арочных мостах и оценка его работы в условиях эксплуатации.

Практическая ценность работы состоит в том, что обоснованные критерии, на основании которых дополнена система оценки технического состояния и ремонтопригодности массивных арочных пролетных строений, дают возможность объективно оценить эксмуатацчонцув пригодность этих мостов. Установленная периодичность ремонта рассматриваемых сооружений и планово-предупредительных работ по выправке железнодорожного пути на них позволяют обоснованно планировать ремонты сооружений и цуги. Полученные результаты способствуют повышению безопасности движения поездов и сокращению эксплуатационных расходов. Это позволяет рекомендовать данные предложения для применения в дистанциях и службах пути, мостоиспытательных станциях и специализированных научно-исследовательских лабораториях.

Внедрение результатов -работы. Полученные в диссертации результаты включены в проект "Указаний по расчету массивных мостов" Ленинградским НШ мостов, в дополнение к действующему "Руководству по определению грузоподъемности железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов" и использованы в дистанциях пути Алма-Атинской и Западно-Казахстанской железных дорог для оценки технического состояния и установления требуемого вида ремонта арочных мостов, а также службой пути Алма-Атинской железной дороги при планировании ремонтных работ.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на У+Х1 научно-технических конференциях АлЖГа (Алма-Ата, 1983+1989 г.г.), научно-технических конференциях НШЖТа "Вопросы ускорения -научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте" (Нор ^лбирсх,

апрель, 1986 г.) и "Довшеяае надежности и эффективности работа железнодорожного транспорта" (Новосибирск, октябрь, 1987 р.), на Всесоюзном втором отраслевом каучко-техничгс-коы согещании молодых ученых a специалистов по проблемам ксяодьзования вычислительной техники на железнодорожном грыгапоргв во ВйШЕГе (Ысскга, карт, 198?г.) на научно-техническом семинара кафедры "Мосты" ШШТа (Новосибирск, февраль, 1988г.), на совместной научно-техническом семинаре, кафедр "¡¿осты" и "Дуть и путевое хозяйство" НИИЖТа (Новосибирск, май, 1989 г.) и ХабИМГа (Хабаровск, ива, 1989г.) на совместном научно-техническом семинаре кафедр "йняекер-шв сооружения* и "Путь и путевое хозяйство" АлИИГа (Алма-Asa, декабрь» IS87r»), на кау-шо-техшческсм совеа^&гаш с »гг. бы пути Алма-Атинской железной дороги (Адиа-Ата, октябрь, I9S?rs).

Публикации » Основшв материалы диссертации опубликованы в 9-ти печатных работах, список которых представлен в конце реферата, а таето в 5-ти шучно-неследоватедьекнх отчетах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 'пяти глав» заключения, списка литературы из 145 нашанований, в той числе 28 - на иностранных языках к шести приложений. Работа изложена на 155 страницах машинописного текста и содержит 9 рисунков и 37 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЁНШШ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теш исследования, определяются цель и основные задачи исследований, приводится краткое содержание работы.

В первой глава рассмотрены конструктивно-технически» >ешения массивных арочных мостов; эксплуатируемых на Алма-юинской, Западно-КааахстанскоЯ» Закавказской и Целинной селсзных дорогах. Сооружения классифицированы по материалу )леыентов сооружений и конструктивным особенностям. На ос-гавании обобщения опыта эксплуатации сооружений выявлены сарактерныэ дефекты мостов и железнодорожного пути на них 1 их причины, а также распространенность дефектов по кдас-¡ификационным признакам.

Анализ причин появления и развития дефектов в пролвт-слс строениях массивных арочных мостов показал, что определяющими являются климатические и производственные факторы, .{лиматические факторы оказывают существенное влияние на изменение прочностных свойств материала конструкций. Производственные факторы формируют работоспособность сооружений а определенными гарантиями и определяют условия содержания и ремонта массивных арочных мостов. Климатические факторы не управляемы, а установление рациональных производственных условий возможно путем воздействия на работоспособность сооружений своевременным выполнением ремонтных работ. Одной из основных причин развития дефектов массивных арочных мостов является нарушение гидроизоляции и нормальной работы водоотводных устройств. Обзор способов ремонтов рассматриваемых сооружений показал, что технология замень! гидроизоляции мостов не совершенна, требует длительных "окон". Анализ показал, что ремонт гидроизоляции при значительна меньших перерывах движения поездов можно обеспечить за счет устройства подбалластного годроизоляционного слоя; Однако применение гидроизоляционных лодбалластннх слоев на мостах

и подходах к ним не изучено.

Оценка эксплуатационной пригодности массивных арочных мостов, на указанных железных дорогах по методике ВНШЕТа к по "Положениям..ПКТБ Щ МПС показала, что при указанном подходе более ЬС/£ сооружений следует отнести к неисправным, хотя сооружения эксплуатируются без серьезных повреждений . Объем отремонтированных сооружений за 50-70 лет составил:' текущий ремонт - более 40?£ мостов и капитальный ремонт - около 20$. Отбор сооружений к ремонту носил случайный характер, а объем ремонтных работ определялся, как правило, наличием фактических или планируемых финансовых и материальных ресурсов. Сегодня необходим системный подход ■ к оценке технического состояния массивных арочных мостов, назначению их ремонтов и выбору рациональных сроков ремонта массивных арочных мостов.

До последнего времени для оценки технического состояния ИССО используются методические указания и положения, предусматривающие оценку состояния объектов по категориям неисправности, дифференцированных по совокупности качественных признаков. Опыт применения этих методик выявил их недостатки: учет второстепенных качественных признаков, отсутствие количественных оценок неисправностей сооружений, недостаточная увязка критериев с режимами эксплуатации массивных арочных мостов и т.д.

За последние двадцать лет вопросам оценки технического состояния искусственных сооружений посвящены работы Б.Е.Помогаева, А.С.Антипова, Ю.В.Дмитриева, Г.Н.Боровик, Н.Г.Зверевой, 11.Г.Алаева, В.А.Гурского и других. Анализ способов оценки технического состояния и физического

износа инженерных сооружений, показал, что можно выделить две группы способов: оценка по срокам службы или по данным обследования технического состояния. В исследованиях Ю.В.Дмитриева и Г.Ы.Боровик и исследованиях автора показано, что первая группа способов менее совершенна, не учитывает индивидуальных особенностей мостов, поэтому целесообразно производить оценку по результатам юс обследований. " При зтом критерием оценки технического состояния сооружений считается категория неисправности, устанавливаемая с учетом ввдов дефектов, их величины и сочетания, выявленных при обследовании. Но для массивных арочных мостов такие критерии не определены; их разработка и является одной из задач настоящего исследования. .

Вопросам обоснования норм периодичности ремонта железнодорожного пути посвящены многие исследования Г.Ы.Ша-хунянца, В.И.Тихомирова, Н.Л.Кондакова, В.Я.Щульги, Н.И. Кардущенко и других. Анализ методик расчета указанных работ показывает, что сроки периодичности ремонтов пути на мостах не учитывают особенности эксплуатации этих сооружений. Анализ же данных по состоянию железнодорожного пути на массивных арочных мостах позволил сделать вывод о необходимости обоснования периодичности выправочшх работ цуги в пределах сооружений. Сложившееся положение свидетельствует о том, что нормы периодичности ремонтов массивных арочных мостов требуют научного обоснования, т.к. не учитывают особенности эксплуатации рассматриваемых сооружений к железнодорожного пути на них.

С учетом вышеизложенного в диссертации сформулированы следующие задачи исследования:

1. Установить критерии и обосновать их величину для оценки технического состояния и ремонтопригодности пролетных строений массивных арочных мостов.

2. Установить основные закономерности распределения величин дефектов мостов и пути на них и их развитие в процессе эксплуатации.

3. Определить техническую возможность устройства гидроизоляционного подбалластного слоя на массивных арочных мостах и исследовать его работу в условиях эксплуатации.

4. Обосновать рациональную периодичность ремонтов мае сивньи арочных мостов и планово-предупредительных работ по вьшравке железнодорожного пути на них.

5. Совершенствовать методику оценки технического состояния и ремонтопригодности в части массивных арочных пролетных строений.

Во второй главе обосновывается выбор значимых дефектов массивных арочных пролетных строений, которые приняты за качественные показатели оценки технического состояния сооружений. Устанавливаются закономерности распределения величин дефектов и их развития в процессе эксплуатации.

Опыт'эксплуатации массивных арочных мостов на железны дорогах Казахстана и Закавказья показал, что они сохраняют свою работоспособность при значениях дефектов, превышающих сегодня нормируемые величины. В этой связи выполнен статис тический анализ величин дефектов с целью уточнения критери альных значений по категориям технического состояния и обоснования, периодичности ремонтов массивных арочных моете

Основой для анализа дефектов эксплуатируемых массивны арочных мостов послужил» материалы натурного обследования

данных сооружений, эксплуатируемых на линиях Алма-Ата -Арысь, Алма-Ата -Семипалатинск, Луговая-Ркбачьв, ^-Целиноград * Арысь-Уральск. Обследования выполнялись авторе»! шесте с сотрудниками АлИИТа, в период с 1977 по 1989 года. В статические выборки вошли также данные по эксплуатации массивных арочных мостов на Алма-Атинской, Западно-Казахстанской, Закавказской и Целинной железных дорогах..Общий объем статистической выборки составили данные более чем по 600 эксплуатируемым массивным арочным пролетным строениям.

Техническое состояние и ремонтопригодность сооружений характеризуется рядом критериев. В результате анализа большого массива исходных данных бая. отобран перечень характерных дефектов масс51вних арочных пролетных строений и обратных стенок их устоев, принятый для дальнейшего детального исследования. Значимость дефектов устанавливалась опросом экспертов с помощью анкетирования, проведенного автором. Для статистической обработки было принято 63 анкеты. Ранжирование .мнений групп экспертов, разделенных по квалификации, показало, что данные о значимости дефектов согласуются и принадлежат единым гипотетическим генеральным распределениям. Статистическая обработка генеральной совокупности анкет методами ранговой корреляции позволила с достаточной точностью и достоверностью отобрать наиболее значимые дефекты, которыми являются: для пролетных строений -трещины, перпендикулярные и параллельные оси свода, трещины,пересе-кзяцие свод под острым углом, трещины между аркой и кад-арочным строением, трецины в надарочиои строении, распучи-ввлие надарочного строения; для обратных стенок устоя -распучивание и трещины. Они и были приняты за качественные

аокавауелн хрг огзнкэ технического состояния к ремонтопрй-гэдкоатя к&ссдошк г^овдих нроже^ных строений и обрат г ей стенок устоев.

Захоноаеркоети р&спркдалекия величин дефектов к концу срока эксплуатации массизньо: арочвкх «остов установлены с иакшьвованиек основных иояожеккй, предложенных Й.В,$щт-риевш. Полученные статистические данше о ашшчшв дефек-«08 ралсматриваевдх сооружений позволили получать основные зависимости изменения величия дефектов в процессе эксплуатация. Рассмотрена шстныа статистические выборки» разделенные по различимы классификационным признакам. Иепользо-в&вд дага&хз по сооружениям со сроками эксплуатации от 45' до 70 лег. С учетом систематизации по режимам эксплуатации^ выделялись ®рн группы виЗорох. В кервуа и третью груша статистически* выборок вошн д&ш&е, о величине дефектов сооружений, еа котсрьхх соответственно енполняжся те^кй и капитальный ремонта. Во вторую группу отнесены генеральше совокупности величин дефееток соорукенкй до производства. ремонтных работ, фуикционирунцих при различных режимах эксплуатация, исевдик случайный характер. Результаты ста-тясгячаской обработки узсазашадс выборок показали, что все часиав статигтич-эские внбсрк» р&енределеиия величин дефектов в зависимости от кояотгругагезках особенностей, мате-ркага еаеыенгоь я яхкм&одческях аон, ве противореча? лога-ря$мгсеск11 иоряашкзцу &акону.

Была вааояв&иа проверка однородности выборок, что позволило объединить указанные сгйтйот-ичззкие выборки б гекерааьиые совокупности для интервалов времени, соответст вуэдкх -средним срокам эксплуатации 45 и 70 лет. Исключение

вос?авлягй? соорувзикя с кэийишш сводзии, ».к. ,чя» наг

• иг

ра&ючиэ иеаду «я5срочшг»й к гшгетаигсесязш генеральными средкш! значениям?. севокувкоотей сказалось су^ествстым.

Однако язссаяшв арочннв сооружения с камвшямя ево-даая составляют к«квв JOS «г odqero числа эясюуатаруешх сооруяенай. Из-за иадого кх количества специагыюго иеег«»-довеюш .rto hss* на яроаодаяоеь к в тгнврвхьяуа еотгуткеян ata сооружения нэ вкаггеалякь.»

Цровервд; соогвотгтвня генеральных распределений вв»*-чик дэфеет-ов при утсавангаж средних: сроках эксплуатация , а »гаже первой n *р8тьсй гденп статистических шбсрок грд-адердияа гипотезу о еоо-гввтетБия логарифмически нсршыго-му галопу. р?.сврзд®«еякя. Задав* по наховдвнав згяотноети раенредаденяя *«ш«взд дзфгзтеэ к кощу порихруеного срока службы рмшась согласно гшотвзз о лннзйиой фртщи п$ог~ кэ8а параметров распределения. Исходя из atropo, внподяиио экстраполирование опрэдвлящвх параметров распределения гэиеральишс совокупностей величин дефектов еря сроках эке-пяуатвцки 45 л 70 лет во 5р'-;?лерлугг область, равку» норда-тиБнсму сроуу слуябы - 100 лет. Таким образом, были подучены прогнозные параметры распределения хзхичик дефектов к концу яксплуатацик сооружений.

Установление закономерностей развития дефектов массивных арочных мостов выполнено методами множественного регрессионного анализа. Даккив о величине дефектов сооружений при различита сроках эксплуатации позволили получит?, математические модели развития их для наиболее значимых дефектов. В качестве первоначальной гипотезы било выдвинуто предположение, что величина лябого дефекта omtcruwcj»

регрессионной модель» вида:

где ^ - величина дефекта; - нагрузка на ось} срок службы сооружений; пропущенный тонная;

количество переходов температура через 0°С;

Хг~ количество солнечной радиации. В результате математической обработки составленных регрессионных моделей было установлено, что для всех принятых к рассмотрению дефектов арочных мостов наиболее значимым фактором является срок службы сооружения» а остельша факторы - тлоэшишы,

В результате статистйчзской обработай собранных дан» шх о величинах наиболее значимых дефектов получена определяющие параметры распределения величин дефектов. Установлены вашюиерности развития дефектов таоснвтас* арочных мостов в процессе эксплуатации, когорте использованы для обоснований количественных критериев дефектов по категориям неисправности и обоснования периодичности ремонтов раесыар-риваеных сооружений.

В таг-тьай глава изложен способ установления количественных критериев оценки технического состояния и ршото-пригсдкости масскзтас арочных пролетных строения и сбрмних стенок у«083. Выполнено обоокозаниа оптимальной парясдиз-мостя ремонтов рассматриваемых сооружений. Обоснование ко-лйчвствекшх критериев пс категориям кеисправкосги заполнено на основании концепция, предлохгмш Ю.В.Дмитриевым. '

В результате совместного решения, полученных во второй главе зависимостей распределения величин дефектов генеральное совокупности, первой и третьей групп статистических выборов установлены в первом приближении количественные критерии. Она уточнялись по технико-экономическим показателям.

На основании собранных данных о сметкой и фактической стоимости ремонтов массивных арочных мостов получены зависимости стоимости капитального ц текущего ремонтов от сроков юс выполнения• Технико-эконсмичесхнми расчетами установлено, что экономически целесообразно проводить текул^й ремонт в период с 8 до 25 лет, а предельный срок проведе- . нал капитального ремонта - 51 год.

Анализ количественных критериев, полученных двумя , способами, позволил установить граничные значения критериев для СЦ2!Ш1 технического состояния и ремонтопригодности насеивгаяс &роч:ш мостов (табл.), Расчетно-т воретическкз иеследозания по проверке грузоподъемности свода и несущей способности ладарочнего строения о устансвлоншми ззличина-кн дзфбшов показали, что по расеттриааеыым сооружениям всакеяен пропуск обращащихоя и перспективных яагруэоя габарита IT. '

Допалнзна систем оцекки технического состояния и ремонтопригодности массивных арочных пролетных строений. За егисяу приняты концепции "Подсхема по балльной сценяэ кскусстзегакх сооружений.,Хатзгория неисправности устанавливается по приведшей балльной оценке. .

Балл ло хаядсму виду дефекта уточнен автором на осно-занни вероятностно-статистического анализа состояния эксплуатируемых массивных арочных мостов с использованием ив-

Таблица

Качественна я кавгаесгвешй» яряаьавд дефектов по к&тегораян кеаскравиогти злеиантов арочж: мссгоз

Ввда дэфвкгов

I Количественна» критерии но ка-

Г ! Г ! й \ 1. Ш ! 1 И

1. Еролгткзе строение

X. Радаалькые треска £ ¿во- 0*7 8*35 36*60 божее 60

де, % се«геняя/вьяа . 0 0*0,33 0,34*0,5 -

2. Трегцини, первебгеакф!® свод СФ? 8$24 255-50 бОЯ8« 50

под осгрыи у1'Й0И, % С®«6- 0 040,33 0.34*0,5 -

нт/б&ия

С1* Храпки равелаявещее овод, 8$г4 £54-50 бол®© 50

% сеченая/балл 0 040,33 0,34-0,5 -

4. кзаду аркой ц над- 0*0,5 ЫхМ бодбв м

Брочкьы строением, ш/Сглл 0 0*0,33 0,34-0,5 -

г, и, Трецрскы в недарочкок сгрс- 04-7,0 8-1-28 29-40 более 40

еакк-, % сечбЮ5я/Йалла 0 С«0.33 0,34*0,5 -

б. Расцучнваяяв кздарочного 0*4 5*20 21 #60 более 50

строгния, кц/к О

шШ

7. Скол к разрушение кладки, иезна-

ик/м ТшШ

Выщелачивание раствора кладки, мя/м

Разрушение раствора, ТТалл

П. Обратные стенки устоев .Распучивание обратных сИенок устоев, мм/и .Трек^ны в обратных стендах устазв, % течения

¡житель-ны6

о

отдельные места

О

в отдельных

ВВ£Х

О

ОН

0^7,0

0*0,33 0,34*0.5

ГЯУбй1- глуби- глубиной ДО НОЙ до ноя бо-5 сы 5*10 см лее 10

с к

0,01

отдельные потеки

0,01

0,1

сплошные потеки

0,1

КЗ- зка- с вывалом кам-

татель- ней_ _

ной „„„„„^ Г"

частя 0*0,33

5+25

отдель- ряда них | _ -

0,341-0,5

26+70 более 70

Солее 50

узднха »взжгавсксЯ диагностика ссоругпнЗ Г'о

?егоралм нгкспрагкости уставамгааотся еоотвегствуг^аз урогна ремонтопригодное?»: верзеЗ катггорня - *вхигз»е~ тай надзор; для зтсрой - текущий ремоит? братьей - пхеновкЭ' к®пктальшй ремонт; четвертей - янагшшовый капитавыа^ ремой? или замена.

эффветкекал я безопасная работа шясяейых арсчшх мостов зависет от своевременного вшюлкэгем ремонийтх райо?. В диссертации разработана методика определения м®зрсмоикяс периодов пассивных арочшх мостов, в основу которой положв-т СЕоЗетва кривой плотности распределения накопления дз-фэетса. На основания уеуаноаленнюг зшагеастаэкшх критериев, используя полученныэ регрессионные кодаля, сапа опрздо-сроки до характерных гочзз зср«зоЯ иготносзи распределения накопления дефектов па вця*м дефектов. Анализ сроков позволил установить, для обобщенного планирования ка уровне, елугб щт железных дорог можно рексызвдовпть в первой приближении следующие средние сроки периодичности рскситоз: текущего - 15 лет, капитального - 40 лет.

В четвертой глава рассмотрены результата исследования работы аэлезнодорожного пути на массивных арочных моемг. Брэддозена новая конструицня яздмподорожкоге пути с гидроизоляционным подбвлласт;шм слоем и иссладовакд ее работа,

Анализ црггечн раоантия дефзатоо маесквяах арочннх мостов и железнодорожного пути на наг, приввдемяй в первой гла.»а, показал, что нарушение работы водоотводадзе устроЯста-и гидроизоляции приводит к интенсивному развитию дефектов ыоста, а также к выплескам на железнодорочяо« пути. Дня устранения деформаций пути предложена новая конструкция

железнодорожного пути с гидроизоляционным подбалластнны «доем из битумосодержащих пород (кира) и кироминеральной смеск СКкС). Отвод воды предусматривается по гидроизоляци-снниоцу подбалластному слои с соответствующим уклоном при мькой дакне моста за устои (рис,). Б остальных случаях отвод вода может производиться через водоотводные трубки, устраиваемые в щековьк стенках. Исследование работы конструкции проведено tía опытных к контрольных участках, заложена ш Задэдно-Казахетанской железной дороге.

Конструкция гидроизоляционного подбалласг-ного слоя на арочном мосту и подходах

[ - арочный мост

2 - грунтовая засыпка

3 - дренирующий слой

А - гидроизоляционный псгЛаадастшй слой Рис.

Опытные и контрольные участки расположены на земляном полотне и на арочном мосту. Характеристика верхнего строения пути на участках - звеньевой путь с рельсами Р65 на деревянных и железобетонных шпалах, толщина щебня 15...20 см, прослойки - 6...18 см, грузонапряженность 50...60 млн.т.бр/ км в год, установленные скорости движения грузовых поездов 80 км/ч а пассажирских 90.,.100 км/ч. Всего было заложено II участков.

На опытных и контрольных участках проводилось наблюдение за накоплением остаточных деформаций железнодорожного пути и состоянием гидроизоляционной прослойки. За время наблюдения яо опытным участнам бьио пропущено около 100 млн. т.брутто груза. По результатам наблюдения получены основные статистические характеристики накопления остаточных деформация, анализ которых показал, что величина остат-)ч»шх деформаций в вертикальной плоскости на участках, расположенных в пределах моста на деревянных шпалах,, в 1,1... 1,2 раза больше, чем на земляном полотна. На участках пути, расположенных в пределах моста на деревянных шпалах с прослойкой из кнра или КМС, деформации в 3.„.3,Ь раза меньше, чем на контрольном участке, а на участках с железобетонными шпалами и прослойкой из кира или ЮЙ в 2...3 раза меньше, чем на контрольных участках с аналогичной конструкцией.

Нроведеште наблвдения позволили исследовать влияние толщины гидроизоляционной прослойки на стабильность пути. Установлено, что при изменении толщины прослойки от 0 до 8 см величина остаточных деформаций рельсовых нитей в вертикальной плоскости зависит от ее толщины, а при толщине

прослойки более 6 см изменяется незначительно. Наблюдение за состоянием массивных арочных мостов в течение ряда лет позволило сделать вывод, что конструкция железнодорожного цуги с гидроизоляционным подбалластньм слоем работает надежно и выполняет свое назначение по отводу воды.

Выполнены экспериментальные исследования упругости пу-^и на опытных участках. Вертикальный модуль упругости пути определялся по методике ВНИМТа с использованием осциллограмм перемещений рельсов и напряжений в подошве. Установлено, что модуль упругости пути приблизительно одинаков на земляном полотне и мосту. Он зависит от толщины гидроизоляционного слоя и увеличивается в 1,2...1,3 по сравнению с типовой конструкцией пути.

Используя экспериментальные данные по накоплению остаточных деформаций, определена периодичность выполнения планово-предупредительных работ по выправке железнодорожного пути. На массивных арочных мостах рекомендуется следующая периодичность выправочных работ при грузонапряженности 50-60 млн.т.бр. груза, на звеньевом пути деревянных шпалах после пропуска 35-49 млн.т.бр.груза. При устройстве под-балластного гидроизоляционного слоя из битумосодержащкх пород через 100-120 млн.т.бр.груза, как на деревянных, так и железобетонных шпалах.

Определен экономический эффект от устройства подбал-ластного гидроизоляционного слоя. Ожидаемый годовой экономический эффект в средней на один мост 800-900 руб/год.

В пятой главе с цельр апробации предложенной методики выполнен анализ состояния массивных арочных мостов, зксплу атируемых на Алма-Атинской железной дороге. Разработаны

примеры планирования ремонтов ■ оценен экономический ефф«кг предложенной системы содержания и ремонтов рассматривав »еле сооружений.

Основной областью применения дополненной систеш оценки технического состояния и определения требуемого вида ремонта массивных арочных мостов является составление производственных программ дистанций и служб пути по эксплуатации рассматриваемых сооружений. Такая оценка эксплуатационной пригодности выполнена для сооружений Алма-Атинской железной дороги. Осмотрами и оценкой эксплуатационной пригодности была охвачена основная часть океллуатируемых массивных арочных мостов, причем для 5С$ из них оценка технического состояния выполнена впервые. На Алма-Атинской железной дороге эксплуатируются в основном сооружения со средними сроками службы 55 и 70 лет. Расчеты по совершенствованной в диссертации методике показали, что 39* мостов требуют проведения текущего содержания, 2% - капитального ремонта, 455 - срочного капитального ремонта или замены. Были также разработаны примеры планирования ремонтов массивных арочных мостов. Экономические расчеты показали, что наиболее целесообразно чередование текущих и капитальных ремонтов.

Согласно разработанным критериям по оценке технического состояния и плбнировакия ремонтов, определена вероятная потребность в капитальных ремонтах, равная Р = 0,25. Оценен экономический эффект от предлагаемой систеш. Ожидаемый суммарный экономический эффект с учетом отдаления затрат 975 руб/10 п. м.моста.

22

ОСШВШЕ ВЫВОДЫ

1. Анализом данных по более чем 500 пролетный строениям установлены характерные и наиболее распространенные дефекты массивных арочных мостов и причины их возникновения. Методом экспертных оценок отобраны наиболее значимые дефекты, используемые в дальнейшем для определения качественного состояния моста и выбора необходимого вида ремонта.

2. В зависимости от обоснованного экономически целесообразного срока эксплуатации (для мостов в годах, а для пути в клн.т пропущенного тоннажа), разработаны количественные критерии для оценки технического состояния и установления требуемого вида ремонта. Критерии проверены по влиянию на грузоподъемность пролетного строения и несущую способность щековых стен.

3. Уточнена система оценки технического состояния и внбора требуемого веда ремонта эксплуатируемых искусственных сооружений для массивных арочных мостов. Выполнено корректирование системы балльной оценки технического состояния мостов, их ремонтопригодности с учетом значимости дефектов и их наиболее вероятного сочетания. Это позволяет формализовать оценку технического состояния данных сооружений и обеспечить способ ее обработки на ЭВМ в системе АСУ ведения путевого хозяйства.

4. Показано, что совместное воздействие механических

и атмосферных факторов в сочетании с нарушениями работы водоотводных устройств моста увеличивают интенсивность накопления остаточных деформаций балластного слоя в 1,1...1,2 раза и приводят к образованию выплесков. Предложен новый

способ устройства гидроизоляционного подбалластного сдоя на массивных арочтах постах и подходах х ним иэ битуыосо-держащих пород. Техническая возможность его сркмвнанмя исследована на II опытных участках, заложенных неми на Западно-Казахстанской явлезной дорогэ н доказана. Обследование ысстоэ с подбадластным слоем из Ситумсседержаар«: пород показало, гидроизоляционная прослойка из "кара" работает кэдеано и обгеягчиэает требуемув работу мостов.

5. Получзш закономерности накопления остаточиах деформаций жавезнодорсзиого пути на арочных кастах. Установлено, что планов о -предупреди? ель ныэ выправка железнодорожного цутя иа рассматриЕаеюк сосруяошжк должны производиться при валовой конструкции пути на деревянных гаалах после пропуска 30-40 ман.т.бр.груза, а с подбалдастным гздроизо-ляционкьм слоем кэ *карач или «ироыингралькой смеси как ж деревязааа, так и на гаяэзобетонных опалах после наработки 100-120 илн.т.бр. груза. Предложенный способ ремонта пути

на арочыае мостах позволяет умвньсать объемы пяаново-пред-упрэдительных выпрагсчлых работ в 2...3 раза.

6. С использованием полученной автором зависимости скорости развития дефектов массивных арочных мостов во времени установлена норма на проведение текущего ремонта -15 лет и капитального - 40 лет. Применение зависимости позволяет обеспэчить научно-обоснованное планирование ремонтов рассматриваемых сооружений на уровне служб пути железных дорог. -

7. Ко итогам выполненных исследований разработана и утверждена на Алма-Атинской железной дороге "Система оценки технического состояния и установления требуемого вида

ремонта эксплуатируемых массивных арочных мостов", На основании которой была дана оценка эксплуатационной пригодности ряда сооружений Алма-Атинской железной дороги, что дало в среднем годовой экономический эффект 5,7 тыс.руб./на I моет ' Основные результаты выполненных исследований отражены в следущих публикациях:

1. Коновалов А.Д., Зенин А.Б., 11екер А.И. Оценка груз( подъемности арочных каменных и бетонных мостов// Вопросы проектирования строительства и эксплуатации искусственных сооружений на железных дорогах. Новосибирск, 1966. С. 9-11

2. Пекер А.И. Влияние состояния мостового полотна на сплошные цеховые стенки каменных и бетонных арочных мостов, Вопросы ускорения научно-технического прогресса на железно дорожном транспорте. Тезисы научно-технической конференции Новосибирск, 1986. С. 63.

3. Пекер А.И. Применение ЭВМ для оценки технического состояния эксплуатируемых каменных и бетонных арочных мостов// Второе отраслевое научно-техническое совещание молодых ученых и специалистов по проблемам использования вычис лительной техники на железнодорожном транспорте. Тезисы докладов. М., 1987, С. 56-57.

4. Пекер А.И. Методика обследования и оценки техничес кого состояния эксплуатируемых каменных и бетонных арочньа мостов/ Аяма-Ат.ин-т инж. ж. -д. транс. - Алма-Ата, 1987. II с. - Деп. в НазНИИНТИ I7.09.8f7, № 1822-Ка.

5. Пекер А.И. Обоснование допускаемых численных знач( ний неисправностей эксплуатируемых каменных и бетонных арочных мостов/ Алма-Ат. ин-т инж. ж.-д. трансп. -Алма-Ат< .1987. - 8 с. - Деп. в КазНИШГИ 07.01.68, ■№ 1909-Ка.

6. Пекер А. И. Исследование совместной работы свода и надарочного строения с применением ЭВМ/ Алма-Ат. ин-т ига. s.-д. трансп. - Алма-Ата, 1987. - 6 с. - Два. в КлаНИИНТМ 07.01.68, » 1910-Ка.

7. Курсчхин B.C., Уразбеков А.К», Пекер А.И. Исследование фильтрационных своЯстз битумоссдеряацих пород / кя-ua-Ат. кн-т игас. а.-д. трансп. - Алма-Ата, 1989. - 3 с, -Деп. в КазНКИНТИ 03.01.89, » 2472-Ка.

8. Исаенко ЭЛ., Уразбеков А.К., Пекер А.И. Носенко С.А., Гуззэз H.H. Усиление подрэльсового основания битумо-содержащнми породамк./ Алыа-Ат. кн-т ига. я.-д. трансп. -Алма-Ата, 1989. - 5 с. - Деп. в КазНШГИ 18.02.89,

» 2490~Ка.

9. Уразбеков А.К., Пекер А.Й., losses H.H. Применение киров на подходе железнодорожного пути к искусственному сооружению: ИЛ НГД Я 89-2181, КазНШТИ, 1989.

УГШУО ......«m.... -m к.,.<:<\>,.&тчоо